南昌大学数电实验
实验七 数字钟设计与仿真
一、实验目的
1．熟悉中规模集成电路（MSI）器件的应用
2．熟悉显示译码器和数码管的使用方法
3. 学习使用Multisim或其他仿真软件进行电子电路的设计仿真
4. 学习使用Altium Designer进行电子电路的原理图设计、印制电路板(PCB)设计
二、实验内容
用74LS161或74160和与非门实现数字钟的“分”电路：00—59循环计数。
在此基础上，实现24小时计时。
要求画出连线图，使用仪器上的数码显示电路输出，观察在脉冲作用下输出的变化情况。
具体来说，要求实现数字钟的设计与仿真，该数字钟具有准确计时，校时，以数字形式显示时、分等功能。（秒的设计不考虑）
使用Altium Designer绘制数字钟的印制电路板(PCB)。
扩展功能自行设计。
注意：开关接通起始计数器会加1，解决办法是加一个缓冲器。
三、实验原理及设计过程
首先利用555定时器和74160设计时钟信号脉冲产生模块，其中T=0.7（R1+2R2）C算得555输出的信号周期为0.01s，则频率为100Hz，而74160通过分频产生的信号周期为0.1s，频率为10Hz，并且设计了一个单刀双掷开关，可以选择分脉冲产生的速度。
再利用4511芯片和共阴极数码管设计显示模块，需要注意的是4511的控制端LT需要接高电平，另外两个控制端需要接低电平，设计如图
最后，通过4个74160和6个与非门设计时钟模块，其中U1和U2分别为分的个位和十位，U4和U5分别为时的个位和十位，这里采用复位法实现分和时的满计数的跳变，
另外，设计了一个时脉冲手动控制端，采用常见的复位电路并配合与非门，按键按下时给时的个位送一个脉冲信号，从而实现校时。
三、实验结果及分析
仿真测试时，能够实现24小时的计时，开关S1和S2的功能均正常，只是数码管显示会闪烁，原因是脉冲产生电路产生的脉冲信号不够稳定，通过增加示波器也能观察出来。
仿真测试如图
示波器波形观察如图
其中上面的信号为555输出脉冲，下面的为74160输出，可以观察到为10分频
最后，通过已有电路图画pcb如图。
电路图和pcb见附件。